精品解析：北京市十一学校2025-2026学年度第3学段高一ⅡB教与学诊断物理试题

北京十一学校2025-2026学年度第3学段高一年级物理ⅡB教与学诊断 满分：100分时长：90分钟 一、本题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确的。全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。把你认为正确答案的代表字母填写在答题卡上相应位置。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 物体所带的电荷量的数值可以为任意实数 B. 电场中某点的电场强度方向即试探电荷在该点的受力方向 C. 公式适用于匀强电场 D. 单位时间通过导体某一截面的自由电荷的数量叫做电流 2. 如图所示，位于同一直线上的两个点电荷和将该直线划分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，另有一负点电荷，设对、的电场的影响可忽略不计，则（　　） A. 在Ⅰ区中，受力可能向左，也可能向右 B. 在Ⅱ区中，受力可能向左，也可能向右 C. 在Ⅲ区中，受力可能向左，也可能向右 D. 在Ⅱ区中，受力一定不为零 3. 如图所示，在A放置一正点电荷，在B放置一电荷量相等的负点电荷，O点为AB连线的中点，M为AB连线中垂线上的点、N为AB连线上靠近B的点，下列说法正确的是（　　） A. 场强关系： B. 场强关系： C. 电势关系： D. 电势关系： 4. 如图所示，图线1表示的导体的电阻为，流过的电流为，图线2表示的导体的电阻为，流过的电流为，则下列说法正确的是（　　） A. B. C. 将与并联后接于电源上，则电流比 D. 将与并联后接于电源上，则电流比 5. 如图所示，将一个半径为的不带电的金属球放在绝缘支架上，金属球的右侧与球心等高处放置一个电荷量为的点电荷，到金属球表面的最近距离也为．由于静电感应，金属球上将产生感应电荷．设静电力常量为，则关于金属球内的电场以及感应电荷的分布情况，以下说法中正确的是（ ） A. 电荷与感应电荷在金属球内任何位置激发的电场强度都是等大且反向的 B. 感应电荷在金属球球心处激发的电场强度，方向水平向右 C. 感应电荷全部分布在金属球的表面上 D. 金属球右侧表面的电势高于其左侧表面 6. 如图所示的电场中，一个带电粒子只在电场力作用下沿着虚线轨迹从A点运动到B点，下列说法中正确的有（　　） A. 粒子带正电 B. 粒子的加速度减小 C. 粒子的电势能减小 D. 粒子的动能减小 7. 如图，直线MN表示某电场中一条电场线，A、B是线上的两点，一带负电荷的粒子只受电场力，从A运动到B过程中的v-t图线如图所示。设A、B两点的电势分别为、，电场强度大小分别为、，粒子在A、B两点的电势能分别为、，不计重力，则有（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，一块均匀的长方体导体，长为a，宽为b，厚为c，A、B、C、D四点分别与长方体上下左右四个面中心相连，若在AB间加电压U，流过AB电流大小为，导体中电子定向移动的速度为，若在CD间加相同电压U，流过CD电流大小为，导体中电子定向移动的速度为，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 9. 静电场方向平行于x轴，其电势随x的分布可简化为如图所示的折线，其中、d为已知量，一个质量为m、电荷量为-q的粒子在x=d处由静止释放，忽略重力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子在范围内，受到电场力大小为 B. 粒子在x轴上先做匀加速直线运动，到O点后开始做匀减速直线运动，最后静止 C. 粒子在x轴上运动的区间为 D. 粒子在x轴上往复运动，周期为 10. 平行金属板与交变电源连接，板间电压波形如图所示，一带电粒子质量为，电量，在时刻从板附近由静止释放，不计重力，设平行金属板间距离为，下列说法正确的是（　　） A. 粒子可能始终在板间运动，无法到达板 B. 若粒子在时刻到达板（），则粒子到达板的速度大小为 C. 若，粒子到达板的速度为零 D. 若，为正整数，粒子到达板的速度最大 11. 量纲法、极限法（特殊值法）、对称法可以检验推导结果正误。如图所示，半径为的圆环均匀带电，线电荷密度（单位长度带电量）为，以圆环圆心为原点，垂直圆环平面建立轴，静电力常数为，以下给出了坐标为处的电场强度大小的推导结果，请根据量纲法、极限法和对称法判断，有可能正确的是（　　） A. B. C. D. 12. 2018年，人类历史上第一架由离子引擎推动的飞机诞生，这种引擎不需要燃料，也无污染物排放。引擎获得推力的原理如图所示，进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电极、之间的匀强电场（初速度忽略不计），、间电压为，距离为，使正离子加速形成离子束，从电极喷出，引擎获得恒定的推力。已知一个正离子质量为，电荷量为，单位时间内飘入的正离子数目恒定为，离子重力及相互作用可忽略，下列说法中正确的是（　　） A. 单位时间喷出离子的动能为 B. 离子推进器获得的推力为 C. 极板间所有离子受力为 D. 离子推进器的功率满足，为极板间所有离子受力之和，为离子喷出时的速度 二、本题共2小题，共24分。把正确答案填在答题纸上相应横线上。 13. 在“测定金属的电阻率”的实验中，金属丝的阻值约为5Ω，某同学用刻度尺测量金属丝的长度，用螺旋测微器测量金属丝直径，再用伏安法测出金属丝的电阻，根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。 （1）当金属丝两端电压为时，通过金属丝的电流为；测得合金丝的长度为，直径为，请根据这些物理量写出该合金电阻率的表达式______； （2）螺旋测微器测量金属丝直径时，刻度位置如图所示，该电阻丝直径的测量值______mm； （3）如图所示，对于电流表的内接法和外接法，下列说法中正确的是______； A. 内接法误差来源是电流表分压，外接法误差来源是电压表分流 B. 内接法电压表测量的电压大于待测电阻两端电压，外接法电压表测量的电压小于待测电阻两端的电压 C. 内接法电流表测量值等于流过待测电阻的电流，外接法电流表测量值大于流过待测电阻的电流 D. 内接法测得电阻值大于待测电阻的阻值，外接法测得电阻值小于待测电阻的阻值 （4）实验中能提供的器材有： A.电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ） B.电压表（量程0~15V，内阻约15kΩ） C.电流表（量程0~3A，内阻约0.01Ω） D.电流表（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω） E.滑动变阻器（0~20Ω） F.滑动变阻器（0~500Ω） G.电源（电动势为3.0V）及开关和导线若干 该同学从以上器材中选择合适的器材连接好电路进行测量，则电压表应选择______，电流表应选择______，滑动变阻器应选择______（均选填各器材前的字母A~G），实验电路应选用图______。 14. 物理小组的同学想要研究电容的性质。 （1）他们先研究了影响电容的因素。如图所示，平行板电容器已经充电，静电计的金属球与电容器的一个极板连接，外壳与另一个极板连接，静电计指针的偏转指示电容器两极板间的电势差。实验中保持极板上的电荷量不变。设电容器两极板正对面积为，极板间的距离为，静电计指针偏角为。 下列关于实验现象的描述正确的是______： A. 保持不变，增大，则变大 B. 保持不变，减小，则不变 C. 保持不变，减小，则变小 D. 保持、不变，在两极间插入电介质，则变大 （2）随后他们做了“观察电容器的充放电”实验，采用的实验电路如图所示。 ①将开关先与“1”端闭合，电容器进行______（选填“充电”或“放电”），稍后再将开关与“2”端闭合。 在下列四个图像中，表示以上过程中，通过传感器的电流随时间变化的图像为______，电容器两极板间的电压随时间变化的图像为______。（填选项对应的字母） A. B. C. D. ②该小组同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容，充电时通过传感器的电流随时间变化的图像如图中A、B所示，其中对应电容为的电容器充电过程I-t图像的是______（选填A或B）。 三、本题包括4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，答案中必须明确写出数值和单位。 15. 如图所示，空间有水平方向的匀强电场，电场强度为，用长为的绝缘细线，悬挂一质量为的带电小球，静止时细线偏向右侧，与竖直方向夹角为，已知重力加速度，现将小球向右拉至水平，然后由静止释放。 （1）小球带何种电荷？电荷量为多少？ （2）求小球经过竖直方向时的速度大小； （3）求小球经过竖直方向时，细线对小球的拉力大小； 16. 如图所示，在真空中水平放置一对金属板，两极板的长度为，两板间的距离为，极板间的电压为，在平行板的右侧有一足够大的荧光屏，极板边缘到荧光屏的距离为。一质量为，电荷量为的带电粒子从两板中间平行极板射入，初速度为，不计粒子的重力，已知粒子能打到荧光屏上。求： （1）粒子离开电场时，速度偏转角的正切值； （2）粒子离开电场时，侧向位移大小； （3）粒子打到荧光屏上的侧向位移大小； 17. 密立根油滴实验的示意图如图所示。两水平金属平板上下放置，间距固定，可从上板中央的小孔向两板间喷入大小不同、带电量不同、密度相同的小油滴。两板间不加电压时，油滴、在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动，速率分别为、；两板间加上电压后（上板为正极），这两个油滴很快达到相同的速率，均竖直向下匀速运动。油滴可视为球形，所受空气阻力大小与油滴半径、运动速率的关系式为，为常数。不计空气浮力和油滴间的相互作用力。 （1）求油滴和油滴的质量之比； （2）判断油滴和油滴所带电荷的正负，并求、所带电荷量的绝对值之比。 （3）求油滴速率减为时加速度的大小。 18. 类比、对称和叠加是重要的思想方法。 （1）a.如图，点电荷带电量为+，静电力系数为，请写出电场强度的定义式，根据定义式求出距离点电荷处的电场强度大小；在图中画出点电荷周围的电场线； b.引力与电场力都遵循平方反比的性质，因此可以类比电场分析引力场。如图，物体质量为，引力常数为，请类比根据电场强度的定义式求点电荷电场强度大小的方法，写出引力场场强的定义式，求出距离处的引力场场强的大小，在图中画出物体周围的引力场线。 （2）已知无限大均匀带电平面在两侧产生的场强大小为，其中为静电力系数，为面电荷密度（单位面积带电量）。平行金属板电容器由两块金属板构成，如图所示，假设两块金属板面积足够大，带电量分别为和，请根据导体静电平衡性质以及电场对称叠加的方法，分析静电平衡时1~4四个表面的面电荷密度、、、各是多少； 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京十一学校2025-2026学年度第3学段高一年级物理ⅡB教与学诊断 满分：100分时长：90分钟 一、本题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确的。全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。把你认为正确答案的代表字母填写在答题卡上相应位置。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 物体所带的电荷量的数值可以为任意实数 B. 电场中某点的电场强度方向即试探电荷在该点的受力方向 C. 公式适用于匀强电场 D. 单位时间通过导体某一截面的自由电荷的数量叫做电流 【答案】C 【解析】 【详解】A．物体所带的电荷量的数值为元电荷的整数倍，故A错误； B．电场中某点的电场强度方向与正试探电荷在该点的受力方向相同，与负试探电荷在该点的受力方向相反，故B错误； C．公式是电场强度的定义式，适用于任何电场，因此也适用于匀强电场，故C正确； D．单位时间通过导体某一截面的自由电荷的总电荷量叫做电流，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，位于同一直线上的两个点电荷和将该直线划分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域，另有一负点电荷，设对、的电场的影响可忽略不计，则（　　） A. 在Ⅰ区中，受力可能向左，也可能向右 B. 在Ⅱ区中，受力可能向左，也可能向右 C. 在Ⅲ区中，受力可能向左，也可能向右 D. 在Ⅱ区中，受力一定不为零 【答案】ACD 【解析】 【详解】根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引可知：在Ⅰ区域对的力向右，对的力向左；在Ⅱ区域对的力向左，对的力也向左；在Ⅲ区域对的力向左，对的力向右。 根据库仑定律可知点电荷对放入其中的电荷的力为，由于不知道、的大小关系，则两电荷对的库仑力的大小关系不能确定，则在Ⅰ区和Ⅲ区中，受力可能向左，也可能向右，也可能合力为0；在Ⅱ区中，受力一定向左，且一定不为0。 故选ACD。 3. 如图所示，在A放置一正点电荷，在B放置一电荷量相等的负点电荷，O点为AB连线的中点，M为AB连线中垂线上的点、N为AB连线上靠近B的点，下列说法正确的是（　　） A. 场强关系： B. 场强关系： C. 电势关系： D. 电势关系： 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．等量异种点电荷的电场分布规律：AB连线上，场强从A到B，两端场强大、中点场强最小。靠近，因此  中垂线上，中点场强最大，越远离场强越小，因此 综上可得场强关系​，故A正确，B错误； CD．等量异种点电荷的电势规律：中垂线是等势面，因此、都在中垂线上，满足 AB连线上电场方向由正电荷，指向负电荷，沿电场线方向电势降低，因此点电势高于点，即 综上可得电势关系，故C正确，D错误。 故选AC。 4. 如图所示，图线1表示的导体的电阻为，流过的电流为，图线2表示的导体的电阻为，流过的电流为，则下列说法正确的是（　　） A. B. C. 将与并联后接于电源上，则电流比 D. 将与并联后接于电源上，则电流比 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据欧姆定律，从图像取点计算。当电流时，导体1对应电压，得 导体2对应电压，得 因此，故A错误，B正确； CD．​与并联时，电压相等，由可知，电压相同的情况下，电流与电阻成反比，故C错误，D正确。 故选BD。 5. 如图所示，将一个半径为的不带电的金属球放在绝缘支架上，金属球的右侧与球心等高处放置一个电荷量为的点电荷，到金属球表面的最近距离也为．由于静电感应，金属球上将产生感应电荷．设静电力常量为，则关于金属球内的电场以及感应电荷的分布情况，以下说法中正确的是（ ） A. 电荷与感应电荷在金属球内任何位置激发的电场强度都是等大且反向的 B. 感应电荷在金属球球心处激发的电场强度，方向水平向右 C. 感应电荷全部分布在金属球的表面上 D. 金属球右侧表面的电势高于其左侧表面 【答案】AC 【解析】 【详解】A．金属球在+Q的电场处于静电平衡状态，内部场强处处为0，A正确； B．Q在球心处产生的场强为，方向向左，而金属球内部场强为0，故感应电荷在球心处产生的场强为，方向向右，B错误； C．处于静电平衡的导体内部没有电荷，电荷分布在导体表面，C正确； D．处于静电平衡的导体是一个等势体，D错误。 故选AC。 6. 如图所示的电场中，一个带电粒子只在电场力作用下沿着虚线轨迹从A点运动到B点，下列说法中正确的有（　　） A. 粒子带正电 B. 粒子的加速度减小 C. 粒子的电势能减小 D. 粒子的动能减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．带电粒子的电场力方向一定指向轨迹的凹侧，本题轨迹向左弯曲，凹侧在左，因此电场力方向向左，与电场线方向（向右）相反，故粒子带负电，故A错误； B．电场线的疏密表示电场强度大小，电场线越密场强越大。本题中左侧（B侧）电场线更密，从A到B场强逐渐增大，由加速度​可知，粒子加速度逐渐增大，故B错误； CD． 粒子从A（右）运动到B（左），电场力方向向左，电场力与速度方向夹角为锐角，因此电场力做正功。根据功能关系：电场力做正功，电势能减小；只有电场力做功，则粒子动能增大，故C正确，D错误。 故选C。 7. 如图，直线MN表示某电场中一条电场线，A、B是线上的两点，一带负电荷的粒子只受电场力，从A运动到B过程中的v-t图线如图所示。设A、B两点的电势分别为、，电场强度大小分别为、，粒子在A、B两点的电势能分别为、，不计重力，则有（　　） A. B. C. D. 【答案】CD 【解析】 【详解】BC．根据图像的斜率表示加速度可知，粒子从A运动到B过程中加速度逐渐减小，根据牛顿第二定律 可知场强逐渐减小，则，故B错误，C正确； D．根据图像可知粒子从A运动到B过程中速度逐渐减小，动能逐渐减小，根据能量守恒可知电势能逐渐增大，则，故D正确； A．根据电势能与电势关系 可知，故A错误。 故选CD。 8. 如图所示，一块均匀的长方体导体，长为a，宽为b，厚为c，A、B、C、D四点分别与长方体上下左右四个面中心相连，若在AB间加电压U，流过AB电流大小为，导体中电子定向移动的速度为，若在CD间加相同电压U，流过CD电流大小为，导体中电子定向移动的速度为，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．AB间加电压时，电流沿上下流动。电流方向导体长度 横截面积 因此电阻 电流 CD间加电压时，电流沿左右流动。电流方向导体长度 横截面积 因此电阻 电流 电流比为，故A正确，B错误； CD．根据电流的微观表达式 得 则 代入解得，故C错误，D正确。 故选AD。 9. 静电场方向平行于x轴，其电势随x的分布可简化为如图所示的折线，其中、d为已知量，一个质量为m、电荷量为-q的粒子在x=d处由静止释放，忽略重力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子在范围内，受到电场力大小为 B. 粒子在x轴上先做匀加速直线运动，到O点后开始做匀减速直线运动，最后静止 C. 粒子在x轴上运动的区间为 D. 粒子在x轴上往复运动，周期为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．沿方向的电场强度满足，场强大小等于图像斜率的绝对值，粒子在范围内 则电场力大小为，故A正确； B．粒子在x轴上先做匀加速直线运动，到O点后开始做匀减速直线运动，之后又会反向加速，一直做往返运动，不会静止，故B错误； C．设粒子最左端到达，由动能定理，初末动能均为0，电场力做功为0，因此初末电势相等。处电势 区间电势满足 令解得 因此粒子运动范围为，故C正确； D．位移为，加速度 由 得 加速度 点速度​​ 减速到0时间 之后由对称可得，周期​​，故D正确。 故选ACD。 10. 平行金属板与交变电源连接，板间电压波形如图所示，一带电粒子质量为，电量，在时刻从板附近由静止释放，不计重力，设平行金属板间距离为，下列说法正确的是（　　） A. 粒子可能始终在板间运动，无法到达板 B. 若粒子在时刻到达板（），则粒子到达板的速度大小为 C. 若，粒子到达板的速度为零 D. 若，为正整数，粒子到达板的速度最大 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．带正电粒子，内，，电场方向，加速度大小​，方向向； 内，，电场方向，加速度大小仍为，方向反向。 则粒子先加速半个周期，后减速半个周期，由对称可知，一个周期末速度刚好减为0。 粒子速度方向始终向不会反向，一直向运动，只要时间足够，一定可以到达板，故A错误； B．若，粒子全程在电压为的电场中运动，从到电势差为，由动能定理 得，故B正确； C．粒子的位移​ 代入​和，得 即时粒子走了一半距离，剩下在做匀减速运动，由对称可得粒子到达板速度为零，故C正确； D．粒子速度最大的情况是刚好在加速阶段结束到达板，即运动时间，为非负整数。此时总位移 代入 整理得，该式符合题意，故D正确。 故选BCD。 11. 量纲法、极限法（特殊值法）、对称法可以检验推导结果正误。如图所示，半径为的圆环均匀带电，线电荷密度（单位长度带电量）为，以圆环圆心为原点，垂直圆环平面建立轴，静电力常数为，以下给出了坐标为处的电场强度大小的推导结果，请根据量纲法、极限法和对称法判断，有可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．电场强度的量纲为 。分子量纲 分母量纲为，因此A的量纲为，不符合的量纲，故A错误； B．根据对称性，圆环圆心处（）各电荷的电场相互抵消，总场强 代入，选项B得，不符合结论，故B错误； C．当远大于时，均匀带电圆环可视为点电荷，总电量 点电荷场强​ 即与成正比。 对选项C，时，得，与点电荷场强规律不符，故C错误； D．时，符合对称性； 时符合点电荷场强规律，且为电场强度大小，含保证非负，符合要求，故D正确； 故选D。 12. 2018年，人类历史上第一架由离子引擎推动的飞机诞生，这种引擎不需要燃料，也无污染物排放。引擎获得推力的原理如图所示，进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电极、之间的匀强电场（初速度忽略不计），、间电压为，距离为，使正离子加速形成离子束，从电极喷出，引擎获得恒定的推力。已知一个正离子质量为，电荷量为，单位时间内飘入的正离子数目恒定为，离子重力及相互作用可忽略，下列说法中正确的是（　　） A. 单位时间喷出离子的动能为 B. 离子推进器获得的推力为 C. 极板间所有离子受力为 D. 离子推进器的功率满足，为极板间所有离子受力之和，为离子喷出时的速度 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．单个正离子在电场中加速，初速度为0，由动能定理得​ 因此单个离子出射动能 出射速度 单位时间喷出个离子，总动能为，故A正确； B．对时间内喷出的所有离子，由动量定理，电场对离子的作用力满足 整理得 代入得 ​根据牛顿第三定律，推进器获得的推力大小等于，故B正确； C．离子在极板间做匀加速直线运动，平均速度 因此离子在极板间的运动时间 稳态下极板间总离子数，每个离子受电场力​ 总受力为 代入得，故​C正确； D．推进器的功率是单位时间内电场对离子做的总功，实际功率 若按选项描述，代入、 得，故D错误。 故选ABC。 二、本题共2小题，共24分。把正确答案填在答题纸上相应横线上。 13. 在“测定金属的电阻率”的实验中，金属丝的阻值约为5Ω，某同学用刻度尺测量金属丝的长度，用螺旋测微器测量金属丝直径，再用伏安法测出金属丝的电阻，根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。 （1）当金属丝两端电压为时，通过金属丝的电流为；测得合金丝的长度为，直径为，请根据这些物理量写出该合金电阻率的表达式______； （2）螺旋测微器测量金属丝直径时，刻度位置如图所示，该电阻丝直径的测量值______mm； （3）如图所示，对于电流表的内接法和外接法，下列说法中正确的是______； A. 内接法误差来源是电流表分压，外接法误差来源是电压表分流 B. 内接法电压表测量的电压大于待测电阻两端电压，外接法电压表测量的电压小于待测电阻两端的电压 C. 内接法电流表测量值等于流过待测电阻的电流，外接法电流表测量值大于流过待测电阻的电流 D. 内接法测得电阻值大于待测电阻的阻值，外接法测得电阻值小于待测电阻的阻值 （4）实验中能提供的器材有： A.电压表（量程0~3V，内阻约3kΩ） B.电压表（量程0~15V，内阻约15kΩ） C.电流表（量程0~3A，内阻约0.01Ω） D.电流表（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω） E.滑动变阻器（0~20Ω） F.滑动变阻器（0~500Ω） G.电源（电动势为3.0V）及开关和导线若干 该同学从以上器材中选择合适的器材连接好电路进行测量，则电压表应选择______，电流表应选择______，滑动变阻器应选择______（均选填各器材前的字母A~G），实验电路应选用图______。 【答案】（1） （2）0.233##0.232##0.234 （3）ACD （4） ①. A ②. D ③. E ④. 丁 【解析】 【小问1详解】 由欧姆定律得金属丝电阻​ 结合电阻定律​ 横截面积 联立得 【小问2详解】 读数为  【小问3详解】 A．内接法电流准确，误差来源于电流表分压；外接法电压测量准确，误差来源于电压表分流，故A正确； B．内接法电压表测量待测电阻与电流表的总电压，测量值大于待测电阻电压；外接法电压表直接并联在待测电阻两端，测量电压等于待测电阻电压，故B错误； C．内接法电流表与待测电阻串联，测量电流等于待测电阻电流；外接法电流表测待测电阻与电压表的总电流，测量值大于待测电阻电流，故C正确； D．内接法 外接法，故D正确。 故选ACD。 【小问4详解】 [1]电压表：电源电动势为，选量程的​ 故选A。 [2]电流表：最大电流，选量程的​ 故选D。  [3]滑动变阻器：小阻值滑动变阻器操作方便、电流变化灵敏，选的​ 故选E。 [4]满足 ，属于小电阻，选电流表外接法；滑动变阻器总阻值是的4倍，限流法可满足测量要求，操作简单。 故选丁。 14. 物理小组的同学想要研究电容的性质。 （1）他们先研究了影响电容的因素。如图所示，平行板电容器已经充电，静电计的金属球与电容器的一个极板连接，外壳与另一个极板连接，静电计指针的偏转指示电容器两极板间的电势差。实验中保持极板上的电荷量不变。设电容器两极板正对面积为，极板间的距离为，静电计指针偏角为。 下列关于实验现象的描述正确的是______： A. 保持不变，增大，则变大 B. 保持不变，减小，则不变 C. 保持不变，减小，则变小 D. 保持、不变，在两极间插入电介质，则变大 （2）随后他们做了“观察电容器的充放电”实验，采用的实验电路如图所示。 ①将开关先与“1”端闭合，电容器进行______（选填“充电”或“放电”），稍后再将开关与“2”端闭合。 在下列四个图像中，表示以上过程中，通过传感器的电流随时间变化的图像为______，电容器两极板间的电压随时间变化的图像为______。（填选项对应的字母） A. B. C. D. ②该小组同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容，充电时通过传感器的电流随时间变化的图像如图中A、B所示，其中对应电容为的电容器充电过程I-t图像的是______（选填A或B）。 【答案】（1）A （2） ①. 充电 ②. A ③. C ④. A 【解析】 【小问1详解】 A．保持不变，增大，由公式得减小，则由可得增大，静电计偏角随极板间电压增大而增大，因此变大，故A正确； B．保持不变，减小，由公式得增大，则由可得减小，变小，故B错误； C．保持不变，减小，由公式得减小，则由可得增大，变大，故C错误； D．保持不变，插入电介质，介电常数增大，由公式得增大，则由可得减小，变小，故D错误。 故选A。 【小问2详解】 [1]开关接“1”端时，电源给电容器储能，过程是充电。 [2]充电时电流方向为正，初始电流最大，充电完成后电流逐渐减为0；放电时电流方向与充电相反，放电电流从最大逐渐减为0。 故选A。 [3]充电时电压从0逐渐升高，充满后电压等于电源电压、保持不变；放电时电压从电源电压逐渐降低到0，并且都是变化越来越慢，图像越来越平缓。 故选C。 [4]图线与坐标轴围成的面积表示电容器充电的总电荷量，由，相同充电电压下，电容越小，带电量越小。已知，则，故对应电容为的电容器充电过程图线与坐标轴围成的面积更小。 故选A。 三、本题包括4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，答案中必须明确写出数值和单位。 15. 如图所示，空间有水平方向的匀强电场，电场强度为，用长为的绝缘细线，悬挂一质量为的带电小球，静止时细线偏向右侧，与竖直方向夹角为，已知重力加速度，现将小球向右拉至水平，然后由静止释放。 （1）小球带何种电荷？电荷量为多少？ （2）求小球经过竖直方向时的速度大小； （3）求小球经过竖直方向时，细线对小球的拉力大小； 【答案】（1）小球带正电， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 电场方向水平向右，小球静止时偏向右侧，说明电场力方向向右，与电场方向一致，因此小球带正电。 小球静止时受力平衡，对小球受力分析得 代入解得 【小问2详解】 小球从水平位置到竖直方向过程，由动能定理可得 代入数值解得 【小问3详解】 小球在竖直方向做圆周运动，沿细线（竖直方向）的合力提供向心力 代入解得 16. 如图所示，在真空中水平放置一对金属板，两极板的长度为，两板间的距离为，极板间的电压为，在平行板的右侧有一足够大的荧光屏，极板边缘到荧光屏的距离为。一质量为，电荷量为的带电粒子从两板中间平行极板射入，初速度为，不计粒子的重力，已知粒子能打到荧光屏上。求： （1）粒子离开电场时，速度偏转角的正切值； （2）粒子离开电场时，侧向位移大小； （3）粒子打到荧光屏上的侧向位移大小； 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 带电粒子垂直进入匀强电场做类平抛运动，极板间电场强度​ 由牛顿第二定律可得，粒子加速度 粒子在电场中运动时间（水平匀速） 离开电场时竖直分速度 偏转角正切值为 【小问2详解】 竖直方向做初速度为0的匀加速直线运动，位移公式  代入和得 【小问3详解】 粒子离开电场后做匀速直线运动，水平方向运动距离的时间 离开电场后竖直方向位移 总侧向位移 17. 密立根油滴实验的示意图如图所示。两水平金属平板上下放置，间距固定，可从上板中央的小孔向两板间喷入大小不同、带电量不同、密度相同的小油滴。两板间不加电压时，油滴、在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动，速率分别为、；两板间加上电压后（上板为正极），这两个油滴很快达到相同的速率，均竖直向下匀速运动。油滴可视为球形，所受空气阻力大小与油滴半径、运动速率的关系式为，为常数。不计空气浮力和油滴间的相互作用力。 （1）求油滴和油滴的质量之比； （2）判断油滴和油滴所带电荷的正负，并求、所带电荷量的绝对值之比。 （3）求油滴速率减为时加速度的大小。 【答案】（1） （2）a带负电，b带正电, （3） 【解析】 【小问1详解】 两板不加电压时，油滴匀速下落，重力与空气阻力平衡 油滴质量 ，代入上式整理得 则有，可知 因此 质量与半径三次方成正比（密度相同），因此 【小问2详解】 两板加电压后，上板为正，电场方向向下，油滴a原速率为​，现速率，阻力减小，重力不变，说明电场力向上（与电场方向相反），因此a带负电； 油滴b原速率为，现速率，阻力增大，重力不变，说明电场力向下（与电场方向相同），因此b带正电。 对匀速运动的油滴列平衡方程，对a有 结合不加电压时的平衡 代入得 对b有​​ 结合不加电压时的平衡 代入得 两式相比得 【小问3详解】 对速率为​的油滴a，向下运动，阻力、电场力均向上，由牛顿第二定律得 整理得 即 再代入 得加速度大小 18. 类比、对称和叠加是重要的思想方法。 （1）a.如图，点电荷带电量为+，静电力系数为，请写出电场强度的定义式，根据定义式求出距离点电荷处的电场强度大小；在图中画出点电荷周围的电场线； b.引力与电场力都遵循平方反比的性质，因此可以类比电场分析引力场。如图，物体质量为，引力常数为，请类比根据电场强度的定义式求点电荷电场强度大小的方法，写出引力场场强的定义式，求出距离处的引力场场强的大小，在图中画出物体周围的引力场线。 （2）已知无限大均匀带电平面在两侧产生的场强大小为，其中为静电力系数，为面电荷密度（单位面积带电量）。平行金属板电容器由两块金属板构成，如图所示，假设两块金属板面积足够大，带电量分别为和，请根据导体静电平衡性质以及电场对称叠加的方法，分析静电平衡时1~4四个表面的面电荷密度、、、各是多少； 【答案】（1）见解析 （2），， 【解析】 【小问1详解】 a. 电场强度的定义式 距离点电荷+Q为r处的试探电荷q所受的库仑力为 根据场强的定义式可得距离点电荷处的电场强度大小 点电荷周围的电场线如图 b. 引力场场强的定义式； 在质量为M的质点的引力场中，放置一质量为m的质点，距离M的距离为r，该质点受到的万有引力为 类比电场，可得引力场强度的表达式为 引力场场线如图 【小问2详解】 设四个表面的面密度分别为，金属板面积为S，根据电荷守恒定律和静电平衡时导体内部场强为零的条件，结合无限大均匀带电平面的场强公式（方向垂直于平面，正电荷向外，负电荷向内）分析： 电荷守恒方程： 左板总电荷量 右板总电荷量 静电平衡场强条件，设向右为场强正方向，导体内部任意一点的合场强为四个表面场强的叠加： 左板内部：产生向右的场强，产生向左的场强，故 右板内部：产生向左的场强，产生向右的场强，故 联立方程求解，将两个方程相加，相减可得： 相加 相减 带入电荷守恒方程解得，， 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $